PERBESARAN DATA CITRA DIGITAL HASIL CROPPING DENGAN MENGGUNAKAN METODE HYBRID TUGAS AKHIR - PERBESARAN DATA CITRA DIGITAL HASIL CROPPING DENGAN MENGGUNAKAN METODE HYBRID

(1)

PERBESARAN DATA CITRA DIGITAL HASIL

CROPPING

DENGAN MENGGUNAKAN METODE

HYBRID

TUGAS AKHIR

Oleh :

UMI AFESENA

0634015080

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

(2)

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillaahi rabbil ‘alamin terucap ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan Kekuatan-Nya sehingga dengan segala keterbatasan waktu, tenaga, pikiran dan keberuntungan yang dimiliki penyusun, akhirnya penyusun dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Perbesaran Data Citra Digital Hasil Cropping dengan Menggunakan Metode Hybrid” tepat pada waktunya.

Skripsi dengan beban 4 SKS ini disusun guna diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata Satu (S1) pada program studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Industri, UPN ”VETERAN” Jawa Timur.

Melalui Skripsi ini penyusun merasa mendapatkan kesempatan emas untuk memperdalam ilmu pengetahuan yang diperoleh selama di bangku perkuliahan, terutama berkenaan tentang penerapan teknologi perangkat bergerak. Namun, penyusun menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca untuk pengembangan aplikasi lebih lanjut.

Surabaya, Nopember 2010

(3)

iii

UCAPAN TERIMA KASIH

Penyusun menyadari bahwasanya dalam menyelesaikan Skripsi ini telah mendapat banyak bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan yang berharga ini, penyusun mengucapan terima kasih kepada:

1. Ibu, Bapak, Mas-masku dan AdikKu di rumah yang senantiasa memberikan dukungan dan mendoakan penyusun agar Skripsi ini segera terselesaikan. 2. PamanKu Cak Ito yang memberikan kesempatan buat kuliah, membiayai,

serta menyediakan semua keperluan kuliah.

3. Bapak Ir. Sutiyono, MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri.

4. Bapak Basuki Rahmat S.Si, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika. 5. Ibu Ir. Kartini, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah giat meluangkan

banyak waktu untuk memberikan arahan, ilmu dan dorongan serta motivasi kepada penyusun untuk menyelesaikan Skripsi ini.

6. Ibu Fetty Tri anggraeny S.Kom, selaku Dosen Pembimbing II yang dengan sabar telah meluangkan banyak waktu, pikiran dan tenaga di antara kesibukan beban-beban kegiatan akademik untuk memberikan bimbingan dan kesempatan penyusun untuk berkreasi dalam proses pembuatan Skripsi ini. 7. Bapak Wahyu yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan solusi

dan membantu menyelesaikan masalah yang dihadapi penulis.

(4)

9. Supriyono Rio Nugroho, ”syangQ” yang selalu memberikan motivasi, dukungan, semangat, serta selalu nemenin kemana saja.

10.Teman-teman spesial satu angkatan yang telah banyak membantu penyusun Tatik (membantu cari judul, ngajari matlab, pinjemin buku dan pemberi semangat dan saran) , Hajar (ngasih saran dan dorongan), Yulisah, Mamik ”PartnerQ” (ngasih semangat dan selamat), dan teman-teman satu Grup seperjuangan lainnya (Bagus, asrofi, firman, doni, hanif, tio, dapit, aziz, angga, mutia).

(5)

v

1.6 Metodologi Penulisan Skripsi... 4

1.7 Sistematika Penulisan... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8

2.1 Definisi Citra... 8

2.1.1 Definisi Citra Analog... 8

2.1.2 Definisi Citra Digital... 9

2.1.2.1 Jenis-Jenis Citra Digital... 9

2.2 Operasi Pengolahan Citra... 13

2.3 Perubahan Ukuran Citra... 15

2.3.1 Pebesaran Citra………... 15

2.3.2 Pengecilan Citra (Srinking)... 16

(6)

Hal.

2.4.1 Interpolasi Tetangga Terdekat……… 17

2.4.2 Interpolasi Bilinear………. 17

2.4.3 Interpolasi Dengan Orde Lebih Tinggi………..…… 21

2.4.4 Interpolasi Bicubik...………...…..……… 22

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN APLIKASI... 40

3.1 Analisa Permasalahan... 40

3.2 Pengolahan Citra... 41

3.3 Perancangan system... 43

3.3.1 Pemotongan (cropping)... 44

(7)

vii

BAB IV IMPLEMENTASI DAN EVALUASI... 57

4.1 Kebutuhan Sistem... 57

BAB V UJI COBA DAN EVALUASI... 71

5.1 Uji Coba Perbesaran Data Citra Hasil Cropping... 72

5.1.1 Uji Coba Pembesaran Citra Cropping Pada Citra

(8)

Hal

5.1.4 Uji Coba dengan Media yang Berbeda... 76

5.2 Evaluasi... 77

BAB VI PENUTUP... 78

6.1. Kesimpulan... 78

6.2. Saran... 78

(9)

ix

2.11 Mekanisme Cropping... 24

2.12 Transformasi Maju... 26

2.13 Transformasi Balik... 27

2.14 Format Koordinat Frekuensi Pada Citra... 27

2.15 Perhitungan Konvolusi Secara Grafis... 30

2.16 Perbesaran dengan Metode Hybrid... 32

2.17 Tampilan Jendela Utama Matlab... 36

2.18 Tampilan Workspace... 36

2.19 Tampilan Current Directory... 37

2.20 Tampilan Command History... 37

2.21 Tampilan Command Window... 38

2.22 Tampilan Matlab Editor... 38

2.23 Tampilan Help... 39

3.1 Proses Pengolahan Citra Digital... 42

3.2 Flowchart Secara Garis Besar... 46

3.3 Flowchart Proses Preprocessing...... 47

3.4 Flowchart Proses Cropping... 48

3.5 Proses Konvolusi dengan Low Pass Filter... 48

3.6 Proses Perbesaran Menggunakan Metode Bilinear Interpolation ... 51

(10)

Hal

4.8 Hasil Zoom………... 68

4.9 Form Help………..….…………... 69

4.10 Foorm MSE_PSNR... 70

5.1 Motor.jpg (Citra Asli 100x75)... 81

5.2 Motor.jpg (Hasil Pembesaran 2 Kali Dengan Metode Nearest Neighbor)... 81

5.3 Motor.jpg (Hasil Pembesaran 2 Kali Dengan Metode Hybrid)... 81

5.10 Motor.bmp (Citra Asli 100x75)... 86

5.11 Motor.bmp (Hasil Pembesaran 2 Kali Dengan Metode Nearest Neighbor). 86 5.12 Motor.bmp (Hasil Pembesaran 2 Kali Dengan Metode Hybrid)... 86

5.19 Tanaman.jpg (Citra Input)... 91

5.20 Penyakit Tanaman.jpg (Citra Output Dari Citra Input Tanaman.jpg Dengan Perbesaran 5 Kali)... 91

5.21 Laron.bmp (Citra Input)... 91

5.22 Seekor Laron.bmp (Citra Output Dari Citra Input Laron.bmp Dengan Perbesaran 5 kali)... 91

5.23 Lalat.png (Citra Input)... 92

5.24 Satu Lalat.png (Citra Output Dari Citra Input Lalat.png Dengan Perbesaran 5 Kali)... 92

5.25 Buku.tif (Citra Input)... 92

5.26 Nama Buku.tif (Citra Output Dari Citra Input Buku.tif Dengan Perbesaran 5 Kali)... 92

5.27 Akar.jpg (Diambil Dari Kamera Hand Phone 3,2 MP)... 93

5.28 Akar Mati.jpg (Citra Output Dari Citra Input Akar.jpg Dengan Perbesaran 3 Kali)... 93

5.29 Kamboja.jpg (Diambil Dari Kamera Digital 9 MP)... 93

5.30 Bunga Kamboja.jpg(Citra Output Dari Citra Input Kamboja Dengan Perbesaran 3 Kali)... 93

5.31 Daun Tanaman.jpg (Diambil Dari Kamera Webcam 1.3 MP)... 94

(11)

xi

DAFTAR TABEL

No. Hal.

5.1 Hasil Perhitungan MSE Untuk Citra BerextensiJpg... 72

5.2 Hasil Perhitungan PSNR Untuk Citra BerextensiJpg... 72

5.3 Hasil Perhitungan MSE untuk Citra BerextensiBmp... 74

5.4 Hasil Perhitungan PSNR untuk Citra Berextensi Bmp... 74

5.5 Hasil Uji Coba Untuk Extensi yang Berbeda-beda... 76

(12)

Judul : Perbesaran Data Citra Digital Hasil Cropping dengan Menggunakan Metode Hybrid

Pembimbing I : Ir. Kartini, MT Pembimbing II : Fetty Tri Anggraeny, S.Kom Penyusun : Umi Afesena

ABSTRACT

One technique in programming a digital image (digital image procesing) is to enlarge the size of the image. Research - research that has been done, only focused on enlarging the business all the objects in digital images, but sometimes it takes a certain object in the image magnification.

The purpose of this study is to make application program magnification of digital image data by cropping the hybrid method.

The procedure is done is digitize the image looks, then save the file in jpg or bmp berextentensi. The next process is the selection of objects in digital images is needed in the process of cropping. The process of magnification of digital image cropping results conducted through two channels. First undergo a process of filtration path further enlarged using bilinear interpolation method and the second line, the cropping directly magnified image using bilinear interpolation method. The output is equally - the average output of the two routes.

The results showed above image magnification process twice with the hybrid method has value Sequare Mean Error (MSE) smaller.

Key words : digital image, bilinear interpolation, hybrid, perbesaran.

ABSTRAK

Salah satu teknik dalam pemrograman citra digital (digital image procesing) adalah memperbesar ukuran citra. Penelitian – penelitian yang telah dilakukan, hanya terfokus pada usaha memperbesar seluruh objek dalam citra digital, namun kadang diperlukan perbesaran objek tertentu pada citra.

Tujuan penelitian adalah untuk membuat program aplikasi perbesaran data citra digital hasil cropping dengan metode hybrid.

Prosedur yang dilakukan adalah mendigitalisasi citra tampak, kemudian menyimpan dalam bentuk file berextentensi jpg atau bmp. Proses selanjutnya adalah melakukan pemilihan objek dalam citra digital yang dibutuhkan dalam proses cropping. Proses perbesaran citra digital hasil cropping dilakukan lewat dua jalur. Jalur pertama mengalami proses filterisasi selanjutnya diperbesar dengan menggunakan metode bilinear interpolation dan jalur kedua, citra hasil cropping langsung diperbesar menggunakan metode bilinear interpolation. Keluarannya dengan merata – rata keluaran dari kedua jalur tersebut.

Hasil penelitian menunjukkan proses perbesaran citra diatas dua kali dengan metode hybrid memiliki nilai Mean Sequare Error (MSE) yang lebih kecil.

(13)

1

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam bab ini dijelaskan beberapa hal dasar yang meliputi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi skripsi serta sistematika penulisan skripsi. Dari uraian tersebut diharapkan, gambaran umum permasalahan dan pemecahan yang diambil dapat dipahami dengan baik.

1.1 Latar Belakang

Pengolahan citra digital saat ini mengalami kemajuan yang sangat pesat, karena diikuti dengan kemajuan di bidang perangkat pengolahan citra itu sendiri. Komputer memiliki peranan yang sangat penting dalam proses pengolahan citra saat ini.

Salah satu teknik dalam pemrograman citra digital (digital image procesing) adalah memperbesar ukuran citra. Scaling techniques telah banyak dilakukan dan pernah diteliti oleh para peneliti berikut :

(14)

2

Penelitian perbesaran citra digital yang dilakukan oleh S. Battiato, G. Gallo, F. Stanco (2002) dengan judul “Smart Interpolation by Anisotropic Diffusion”. Dengan proses tiga tahap, yaitu: pertama melakukan perbesaran citra digital dengan menggunakan metode bicubik, kedua melakukan rekontruksi dari citra yang telah diperbesar dengan menggunakan algoritma anisotropic diffusion, dan yang ketiga mereduksi kembali citra yang mengalami kelebihan aliasing dengan menggunakan low pass filter. Battiato melakukan percobaan dengan memperbesar citra sebesar 200% (dua kali) dengan nilai PSNR sebesar 36,31. Penelitian yang juga dilakukan oleh S. Battiato, G. Gallo, F. Stanco (2002) dengan menyisipi bagian pixel yang kosong dengan metoda Edge-Adaptive pada perbesaran citra digital, dan battiatio melakukan percobaan pada citra gray color dan citra berwarna RGB.

Penelitian perbesaran citra digital dengan metode Edge-Forming yang dilakukan oleh Youngjoon Cha and Seongjai Kimy (2005), dan young joon menyatakan citra perbesaran yang dihasilkan lebih jelas dan tajam. Analisis yang dilakukannya hanya berdasarkan visualisasi yaitu membandingkan masing – masing citra hasil perbesaran dengan metoda yang berbeda, tidak berdasarkan matematika. [4]

(15)

3

dilakukan pencuplikan (cropping) bagian tertentu yang terkena penyakit kemudian dilakukan proses perbesaran diperbesar (zooming). contoh lain yang dapat dipakai adalah foto yang didapat dari penderita penyakit kulit maka dapat diambil sebagian saja yaitu pencuplikan bagian tertentu foto tersebut, kemudian baru dilakukan proses perbesarannya.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang dipaparkan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan yang akan diselesaikan dalam skripsi ini adalah sebagai berikut :

a. Bagaimana cara memperbesar data citra digital hanya pada bagian tertentu saja tanpa mengurangi kualitas citra.

b. Bagaimana cara mengimplementasikan metode hybrid perbaikan citra (low pass filter dengan filter rata – rata) dan perbesaran (bilinear interpolation) dengan faktor perbesaran sesuai yang diinputkan user.

c. Menggabungkan perbaikan citra dan metode perbesaran dengan metode perbesaran saja.

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembuatan skripsi ini, ruang lingkup permasalahan hanya akan dibatasi pada :

(16)

4

b. Citra input yang digunakan dalam uji coba berekstensi bmp, jpg, tif dan png c. Citra input yang digunakan dalam uji coba dicropping terlebih dahulu d. Citra input yang digunakan dianggap sudah bebas noise

e. Metode perbesaran citra ini diimplementasikan dalam perangkat lunak MATLAB 7.1

1.4 Tujuan

Tujuan skripsi ini adalah untuk membuat program aplikasi perbesaran data citra digital hasil cropping dengan menggunakan metoda hybrid.

1.5 Manfaat

Manfaat yang diperoleh dari skripsi ini antara lain sebagai berikut:

a. Dapat membantu memperbesar data citra tanpa merubah struktur yang ada pada citra aslinya.

b. Dapat memperbesar citra sebagian saja dengan proses cropping.

1.6 Metodologi Pembuatan Skripsi

Pembuatan skripsi terbagi menjadi beberapa tahapan sebagai berikut: 1. Studi Literatur

(17)

5

2. Perumusan Masalah dan Penyelesaiannya

Tahap ini meliputi perumusan masalah, batasan-batasan masalah dan penyelesaiannya serta penentuan parameter untuk mengukur hasilnya.

3. Perancangan Perangkat Lunak

Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak untuk menerapkan permasalahan dan penyelesaiannya pada tahap sebelumya.

4. Pembuatan Perangkat Lunak

Pada tahap ini dilakukan pembuatan perangkat lunak sesuai dengan perancangan perangkat lunak yang telah dilakukan. Dalam tahap ini dilakukan konversi algoritma menjadi kode program yang siap dieksekusi. 5. Uji Coba dan Evaluasi Hasil

Pada tahap ini dilakukan uji coba dan analisis serta dilakukan evaluasi kelebihan dan kekurangan terhadap perangkat lunak yang telah dibuat. 6. Dokumentasi

Pada tahap terakhir ini disusun buku sebagai dokumentasi dari pelaksanaan skripsi yang berisi konsep penunjang, perancangan perangkat lunak, pembuatan perangkat lunak, dokumentasi dari uji coba dan pada bagian akhir berisi tentang kesimpulan dan saran.

1.7 Sistematika Penulisan

(18)

6

BAB I : PENDAHULUAN

Bab satu berisi penjelasan tentang latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metodologi pembuatan skripsi, dan sistematika penulisan laporan skripsi ini.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab dua dijelaskan mengenai landasan teori yang terkait dengan skripsi ini. Yaitu tentang definisi citra, teori mengenai perubahan ukuran citra yang meliputi proses pembesaran citra dan pengecilan citra, interpolasi, operasi geometri, transformasi spasial, filtering, metode hybrid serta penjelasan mengenai software yang digunakan

BAB III : ANALISIS DAN PERANCANGAN APLIKASI

Pada bab tiga diuraikan mengenai tahapan – tahapan perancangan perangkat lunak untuk perbesaran data citra digital hasil cropping dengan menggunakan metoda hybrid yang terdiri atas penjelasan dari analisa permasalahan, perancangan sistem, prosedur metode yang digunakan, contoh permasalahan serta rancangan antarmuka sistem yang akan dibuat.

BAB IV : IMPLEMENTASI SISTEM

(19)

7

meliputi : kebutuhan sistem, dan implementasi tampilan-tampilan antarmuka aplikasi.

BAB V : UJI COBA DAN EVALUASI

Pada bab kelima berisi penjelasan lingkungan uji coba aplikasi, pelaksanaan uji coba dan evaluasi dari hasil uji coba yang telah dilakukan untuk kelayakan pemakaian aplikasi

BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab keenam berisi kesimpulan dan saran untuk pengembangan aplikasi lebih lanjut dalam upaya memperbaiki kelemahan pada aplikasi guna untuk mendapatkan hasil kinerja aplikasi yang lebih baik.